Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Потоки электромагнитных излучений

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [14] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

81 парной комбинации, соответствующей 9 экстремальным фа хорошо изученными можно считать лишь 49 [3]. Перегрузку, цию, ионизирующее излучение, микроволны, гипоксию, гипс холод, жару можно считать экстремальными факторами хотя бы что при определенной степени воздействия возможен эффект Экспериментально зто установлено для всех перечисленных Некоторые факторы, например ЭМИ, в комбинации с другими недостаточно.

Каждый стресс-фактор имеет свою интенсивную, временную и эщ сивную характеристики. Параметр интенсивности может быть ризован как сила воздействия, отражающая прежде всего знерге сторону фактора. Хорошо известно, что эффект воздействия есть функция егд интенсивности. Безусловно, количественные за сти ответной реакции организма от силы воздействия достаточно, ны, особенно на молекулярном и клеточном уровнях. Однако физиологические реакции на уровне специализированных сис целостного организма могут бьпь проанализированы в зависимо интенсивности воздействия пробит-методом. Подобная зависимость! ции орга1{ИЗма от интенсивности (или дозы) характерна при возде радиации, токсических и фармакологических агентов.

Несколько сложнее дать количественное отшсание зависимости , эффект для таких факторов, как перегрузка, гипоксия, гипс (гиподинамия), физическая нагрузка и др. Немалые трудности и» и на пути количественной оценки реакции отдельных систем и на стрессор. Еще труднее дать количественное отшсание влияния эь мотиваций и ограниченного пространства на поведение, работе ность и физиологические сдвиги.

Интенсивность воздействия стрессора зависит от времени возден Эта связь в некоторых случаях линейна, например для злектрома излучения. Гораздо сложнее обстбит дело с другими факторами, не i щими дозовой градации. Когда временной параметр рассматри как ответная реакция организма на фактор, то временнЁ1е законе сти формирования стресс-ответа и его элиминация (восстановлен! мальной реактивности) будут зависеть от того, на каком уровне дей фактор, и от предшествующего функционального состояния орга

Каждая функция (простая или сложная) организма имеег cboi0 менную шкалу. Ибералл и Мак Каллок [26] приводят следующую вр ную шкалу человека: нервные процессы - 0,3 с; хемообменные сы - 3 с- нейрогуморальные процессы - 3 мин; гормональные npoii 7 мин; основной циркадный ритм (бодрствование-сон) - 1 сут; денческие реакции - 10 сут; продолжительность гонадного гормон го цикла -7-8 сут; продолжительность менструального цикла - 28 i жизненная контелляция - 15 лет; упадок - 70 лет; смерть - более 7С

С одной стороны, каяодый стрессор в зависимости от его силы и ( фики может влиять на тот или иной уровень динамического св человека, удлиняя или укорачивая его. С другой стороны, динамиче спектр может явиться временным параметром, определяющим ответ. Из всех стрессоров, которые наиболее полно изучены с кс 88

ной стороны и для которых предложено достаточно много динамических моделей формирования поражения и восстановления, - зто ионизи-yjomee излучение. Поскольку стрессоры затрагивают определенные системы организма, периоды полузлиминации стрессорного эффекта будут косвенно отражать скорость восстановления каждой из этих систем по зкспоненциальной зависимости, присущей многим биологическим системам.

Безусловно, реальная кривая восстановления более сложна. Во-пер-дых, этот процесс подчиняется принципу обратной связи, как все биологические системы. Поэтому имеется фаза запаздывания экспоненциального восстановления. Во-вторых, всем живым системам свойственна ритмичность функционирования, поэтому и процесс восстановления следует рассматривать как волнообразный.

Можно привести немало примеров ритмичности функционирования биологических систем (циркадные ритмы, сезонные ритмы, ритмы отдельных органов и т. п.). Даже отдельные биохимические структуры функционируют в определенных временных параметрах. Так, время релаксации норадреналина 0,1 с, мускульный тремор у человека имеет полосу частот 6-18 Гц, ЭЭГ -4-20 Гц. Существуют микроколебания в сердечно-сосудистой системе на уровне капилляров, высокочастотные мерцательные колебания на поверхности мозга, мерцания в клубочках почек [26]. Количество примеров можно увеличить. В идеале можно предположить, что восстановление биологической системы протекает как колебательный затухающий процесс (с волнами разного порядка, отражающими ритмичность процессов в организме) на фоне основной кривой. Целесообразно ли такое представление кривой восстановления, которое приведет, очевидно, к определенному усложнению ее математического отшсания? Видимо, нецелесообразно. Тем более, когда нужно прогнозировать эффект восстановления при комбинированном действии факторов. Изучение радиационного фактора в практическом аспекте показало, что можно вполне обойтись аппроксимированной кривой восстановления - экспонентой.

Поскольку организм - многосистемная совокупность, каждая из систем будет иметь различные временньте параметры формирования ответной реакции на воздействие фактора. Применительно к радиобиологическим эффектам зто положение бьшо развито И. Г. Акоевым [2].

Параметр экстенсивности оГражаёт, на каком уровне интеграции действует фактор и какие системы ответственны за реализацию эффекта. Его следовало бы охарактеризовать как реципрокный параметр (по аналогии с реципрокным фактором Ролса [136]), поскольку он отражает сущность самого биологического ответа на воздействие. Параметр экстенсивности функционально связан с временной шкалой и интенсивностью. Действительно, чем больше сила воздействия, тем генерализованнее ответ организма и тем больше систем, ответственных за зту реакцию. Подобное наблюдается, когда небольшой по силе раздражитель, действуя длительно, вызывает такой же ответ. Тот же стрессор, действуя крат-овременно, может вызвать очень ограниченную реакцию на уровне Ибо отдельных систем, либо отдельного органа.



в реальной жизни может встретиться бесчисленное множество соч НИИ факторов, которое увеличивается как факториал их числа, учесть, что имеют значение и интервалы между воздействиями, и следовательность, то количество возможных вариантов становится вычайно большим. Это, по-видимому, будет первым возражением тив стремления экспериментально (но не теоретически) проверить можно большее число факторов в одной комбинации. Отчасти те планирования экспериментов позволяет уменьшить экономические ты при их одновременном исследовании. Однако это ничуть не ул шает сложности выбора необходимых факторов при изучении их бинации.

Второе возражение против изучения большего количества сочетв сводится к тому, что появление (возникновение) каждого экстр ного фактора или превьпиение над порогом неэкстремального подч ся вероятностным закономерностям. Если они выступают как неза мые события, то вероятность их комбинации будет всегда меньше, вероятность появления одного фактора.

Ответная реакция организма на стрессор, как правило, пор стохастическим закономерностям. Следовательно, вероятность oti реакции организма будет всегда меньше, чем вероятность возникнов комбинации факторов.

Из приведенных рассуждений вытекает следующее. Необходим ный отбор факторов для исследования их комбинированного дей по их значимости и вероятностным характеристикам появления би ческого ответа. В понятие "разумный" выбор, видимо, следует в» не только значимость факторов, но и отбор наиболее характерных i ров из их однородной группы. Последнее обстоятельство следует в виду прежде всего при изучении комбинированного действия фак в целях построения некой количественной модели их взаимоден Установив тип взаимодействия между характерными стрессор различных групп, с определенной долей вероятности можно расг нить на них полученные количественные соотношения.

Видимо, в природе не существуют стрессоры, вызывающие вые ответы организма как по интенсивности, экстенсивности, так временным характеристикам развития стресс-ответов и постстрессо восстановления. Поэтому всегда из группы факторов можно вычле ведущий. Для выявления эффекта комбинации над эффектами отде факторов можно использовать различные параметрические и непара ческие критерии. Широкое распространение для анализа комбин» ного действия факторов может получить многофакторный дисперсис анализ с одновременным использованием многофакторного пла ния как экспериментальных, так и эпидемиологических задач.

Какой бы импонирующей, на первый взгляд, ни бьша качест гипотеза, от нее ничего не останется, если она не сможет вьщержать i чественной проверки на модели. Цель моделирования - построение гой биологической теории, использующей, там, где зто возможно, магическое описание.

Всякая реальная система (например, живой организм) состоит из i

(jj-o числа взаимосвязанных подсистем с нелинейными соотношениями. Между удобные аналитические методы разработан!1>1 лишь для линей-йь1Х систем.

При переходе к анализу множественности действия факторов проблема создания удобной (приемлемой) модели усложняется. Кроме того, количественное описание реакции организма на одновременное воздействие различных факторов, имеющих сложную природу, сопряжено с большими {лтодическими трудностями. Следует также признать, что в настоящее время симптомокомплексы физиологических и патологических состояний недостаточно формализованы. Это обстоятельство усложняет проблему вероятностного прогнозирования действия комплекса факторов.

Любая формализация биологических процессов - получение соответствующих численных коэффициентов, конечная же цель - прогноз биологического эффекта.

Многие исследователи пьггались создать модели биологического ответа на стрессор. Однако наибольише успехи бьши достигнуты в области радиобиологии. Для описания стресс-ответа организма может быть полезна гипотеза повреждения критической системы, поскольку большинство факторов имеет достаточно выраженную тропность. Распределение интен-сивностей воздействия, вызывающих повреждение критической системы, можно представить в конечном счете соотношением Вейбулла.

При переходе к рассмотрению моделей комплексного действия факторов возникает один из вопросов - приложимы ли методы и подходы, изложенные выше, для оценки всех параметров сразу при комбинированном действии факторов. По-видимому, ограниченно приложимы. Взаимодействующие факторы могут оказывать эффект на разные системы организма, т. е. действовать как независимые факторы. Но это допущение мало соответствует действительности.

Традиционными для статистики являются задачи, когда требуется оценить сравнительную значимость различных факторов, создающих в совокупности измеряемый эффект, а также задачи регрессионного анализа, определяющие зависимость математического ожидания измеряемой случайной величиной от некоторого аргумента.

Весьма важным в проблеме комбинированного действия факторов является выбор методов планирования экспериментов. При своем зарождении в 20-30-х годах нашего столетия задачей планирования считалось усреднение влияния неконтролируемых факторов. Эксперимент Полностью рандомизировался для того, чтобы при обработке методами Дисперсионного анализа можно бьшо четко выделить влияние неконтролируемых факторов. В дальнейшем использовалась более общая постановка задачи: план эксперимента составлялся с таким расчетом, чтобы иаименьшим числом измерений на множество допустимых уровней опре-ЗДить функциональную зависимость между изучаемыми факторами и оличестветыми характеристиками эффекта. Поскольку в большинстве •аев вид функциональной зависимости предполагается известным Точностью до определенных параметров, речь идет по существу о нахож-jjjn коэффициентов регрессии с некоторыми заданными свойствами



Таким образом, построение регрессионных моделей с помощью чивших щирокое развитие методов планирования экспериментов ется одним из возможных и перспективных способов исследования) лемы комбинированного действия стрессоров. Однако это напра далеко не универсально и имеет свои принципиальные огра Во-первых, даже при небольшом числе факторов необходимость вать временн)Ьо структуру взаимодействия уже в достаточно тривиа ситуациях настолько увеличивает размерность задачи, что делает ее ной для решения даже с помощью современных ЭВМ. Во-вторых, экспериментов, необходимых для построения поверхности с надлежащей точностью (особенно при поиске экстремальных точе поверхности), часто превьпиает возможности биомедшцшских ис НИИ. Не всегда удается соблюсти исходные предпосылки, на кс основана методика многомерного регрессионного анализа (и измерение без ошибок независимых переменных), а практика по» что многомерный регрессионный анализ очень чувствителен к подо нарушениям и при их наличии редко удается получить сколько-1 содержательные результаты. Наконец, статистические модели в ос» отшсывают связь между воздействием и конечным эффектом, ча вскрывая полностью каузального механизма и динамики вэаимодей стрессоров и биологической системы.

Наиболее традиционным и естественным средством математиче описания динамической системы, по мнению В. В. Вериго и Ю. М. режева [51], является задание соответствия между множеством вхо воздействий и множеством наблюдаемых переменных с помощью тора, структура которого отражает совокупность каузальных отнс в системе. В качестве условий для успешного синтеза математс модели необходимо наличие совокупности элементарных прои (актов), которые, как подразумевается, могут быть в должной формализованы, а также возможности достаточно точной идент» ции характеристик зтой совокупности. В основных чертах это опр ние и вытекающие из него условия справедливы и для гораздо широкого класса ситуаций. Однако специфика построения моделе биологических и других систем (экономических, социальных) по нению с системами, изучаемыми в физике и химии, состоит именно в 1 ности соблюдения указанных вьпие условий. Богатство и обилие существующих в биологических системах, препятствуют четкому магическому выделению элементарных объектов и типов их вза ствия и идентификации значений, описывающих их параметры.

Сложность построения моделей биологических систем вьп предъявлять менее жесткие требования с точки зрения их адеква и полноты, чем, например, построение моделей в математической фи и ограничиться требованием достаточно хорошего отшсания (имитЯ лишь некоторых существенных в данной конкретной ситуации прои в исследуемой системе.

Специфика обсуждаемой проблемы комбинированного дей стресс-факторов такова, что в большинстве случаев, предста практический интерес, необходимо исследовать воздействие фактор

и основные функциональные системы организма и соответственно ставить имитационные модели биологических процессов, протекающих ""ааяных субстратах. В этом случае наиболее адекватньш математическим * даратом являются системы дифференциальных или (особенно учитывая *еобходимость моделирования на ЭВМ) системы разностных уравнений. ifaKHM образом, возможные состояния организма могут быть интерпре-дрованы как точки некоторого векторного пространства, в котором протекание физиологических процессов изображается траекторией. Простые математические соображения показывают, что оператор, отшсываю-щий структуру отношений в биологической системе, должен быть нелинейным. Это обстоятельство имеег глубокий биологический смысл, поскольку в противном случае было бы невозможно адекватно интерпретировать факт существования в биологической системе многих стационар-gbix состояний или состояний регулярного циклического изменения физиологических параметров.

Наряду с разработкой динамических моделей общего типа представляется весьма плодотворной работа по созданию моделей, имитирующих частные случаи воздействия стресс-факторов, которые имеют более ограниченный диапазон применения, но глубже и полнее отражают закономерности процессов в конкретных ситуациях. Не исключена также возможность эффективного изучения биологических систем посредством использования набора моделей, относящихся к разным аспектам исследуемого феномена, но дающим в совокупности достаточно полное его описание в рамках некоторой концепции, аналогичной до известной степени принципу дополнительности.

В мьпдлении человека всегда существует некий подсознательный произвол, при наличии которого внутренняя убежденность способна побудить принять желаемое за действительное. Как бы мы ни были убеждены в целесообразности формализации эффектов комбинированного действия, предложенные пути - лишь далекая модель реальной ситуации [18]. В этой схеме бесспорным, на наш взгляд, является лишь то, что для оценки комбинированного действия факторов необходимы экспериментальные исследования, выбор ведущих факторов и параметров и их селекция для конкретного случая.

Более спорной является задача формализации параметров и создания Математических моделей комбинированного действия факторов. Многие специалисты в области физиологии и психологии полаглют, что формальная система вьщаст информацию такого произвольного характера, что она не будет представлять никакой ценности. И это предположение сделано не без оснований. Во-первых, в настоящее время симптомокомплексы физиологических и патологических состояний недостаточно формализованы, а число симптомов непрерывно увеличивается*; во-вторых, не-мьгслимо, да и в обозримом будущем вряд ли представится возможным. Выбрать такой комплекс факторов и регистрируемых параметров, которые наиболее адекватно отражали бы условия любой производственной

* в настоящее время медиш(нская практика насчитывает около 10000 симптомов (Е. И. Чазов. - Веста. АМН. 1981, P 4, с. 45).



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [14] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28



0.012
Яндекс.Метрика